该协议允许脑转移性肿瘤细胞的形成和离体脑切片的产生，从而可以快速测试药物疗效和预成型肿瘤的辐射。该技术的主要优点是能够在生理相关环境中快速测试多种药物或治疗方法，从而维持脑 - 肿瘤 - 宿主相互作用。这种方法可能有助于了解脑转移细胞如何生长，存活和侵入脑实质，并了解脑肿瘤微环境在癌症生长和扩散中的作用。
演示该程序的将是Lorela Ciraku和Emily Esquea，他们都是我实验室的博士候选人。首先，将麻醉的小鼠放入立体定位框架中，并使用标准耳杆固定头部。在切口前，通过反复交替施用碘拭子和70%乙醇对头部表面进行三次灭菌。
使用手术刀，以对角线角度做一个一厘米的中线切口，将小鼠的大脑分成两个对称的半部分，露出头骨。用棉签擦拭任何血液后，横向偏转皮肤以暴露注射部位。使用0.73毫米毛刺钻头穿透颅骨，并使用轻微的压力和扭曲运动钻一个孔。
要注射5微升稳定表达GFP荧光素酶的细胞，在大脑中插入3.5毫米深的高精度注射器。让它静置两分钟，然后将注射器向上拉约一毫米。两分钟后，慢慢注入前半个体积，再等待两分钟，然后再注射剩余的体积。
三分钟后，慢慢拉动注射器。将骨蜡涂在颅骨上的注射部位，并用聚丙烯缝合线缝合组织。定期监测手术后立即小鼠的行为，以确定是否需要特殊治疗，包括盐水注射和软食，以帮助快速恢复。
为了通过生物发光成像监测肿瘤生长，首先打开成像系统上的氧气和异氟醚，并允许两者被分配到成像盒外的单独腔室。然后，在打开软件并初始化仪器后，选择适当的选项来可视化和捕获整个鼠标主体。接下来，将小鼠转移到提供氧气和异氟醚的成像盒外的腔室中。
一旦小鼠处于麻醉作用下，腹膜内注射200微升每毫升荧光素30毫克。将小鼠置于成像室中，胃朝下到成像室鼻唇。锁定腔室，选择两分钟时间曝光开始成像，然后完成成像。
将组织切片机放入无菌层流罩中后，用70%乙醇清洁所有工具和仪器。对小鼠实施安乐死后，取出并将大脑迅速放入冰冷的蔗糖- ACSF溶液中。使用刮刀将大脑转移到60毫米盘盖上的ACSF润湿滤纸上。
使用锋利的无菌剃须刀片，切除大脑中不含任何肿瘤的多余部分，包括大脑的底部，使大脑的形状变成一个不完美的立方体。将几张ACSF润湿的滤纸放在切割平台上后，将堵塞的组织放在滤纸上。要将组织切成200至250微米厚的部分，请在提供者尺上将切割尺寸设置为2或2.5单位并开始切割。
使用油漆刷将脑切片转移到含有蔗糖ACSF的培养皿中，并使用27号针在光学显微镜下分离切片。在荧光显微镜下鉴定GFP阳性切片。然后，使用具有宽开口的无菌一毫升破损移液器，将鉴定的切片转移到含有两到三毫升成年切片培养基的新的60毫米培养皿中。
然后，将三至五片转移到安全距离内六孔板的每个孔中的每个组织培养插入物上。从插入物表面除去多余的培养基后，在每个插入物下方加入一毫升平衡的成年小鼠切片培养基。在成像前，将组织在37摄氏度，5%二氧化碳和95%湿度下孵育24小时。
将五微升每毫升30毫克荧光素溶液移液到无菌罩内插入物下方的培养基中。将带盖子的六孔板放在固定相机下方的仪器成像室内，并锁定腔室门。打开 软件 并 初始化 仪器。
选择允许每张图像仅可视化和捕获一个孔的相机设置后，将要成像的孔直接放置在相机下方。使用ROI工具，将其围绕肿瘤形状和大小进行调整，测量ROI，并报告总读数以量化切片上每个肿瘤的生物发光信号。将板带回无菌层流罩后，使用镊子将插入物从孔中略微抬起。
吸出培养基后，用一毫升新鲜培养基替换培养基，然后将插孔放回孔中。对于用各种化合物（例如抑制剂和代谢物）处理切片的实验，在1.5毫升管中在1.2毫升的脑切片培养基中制备适当的试剂浓度，然后将一毫升试剂转移到含有切片的孔中。将MDA-MB-231 BR-GFP荧光素酶细胞注射到裸鼠体内，让肿瘤生长，解剖，切片，离体生长，通过生物发光成像监测肿瘤生长。
H&E染色和GFP阳性荧光证实了脑切片中存在肿瘤。增加的Ki-67染色证实了高度增殖性癌细胞的存在。未暴露于照射的脑切片中的肿瘤继续向外生长，而暴露于照射的肿瘤显示出停滞的生长。
还通过实时成像监测含有肿瘤的脑切片，以可视化照射治疗后的肿瘤生长。与生物发光成像一致，对照癌细胞随着GFP强度的增加和细胞开始侵入脑实质而迅速生长。相比之下，用辐照处理的脑切片中的癌细胞是细胞抑制的，GFP强度得以维持。
在IR处理的癌细胞中检测到大的多核癌细胞和DNA损伤标志物染色的增加。此外，检测到反应性星形胶质细胞的增加。在无肿瘤小鼠脑切片中未检测到IR治疗诱导的细胞凋亡。
含有肿瘤的脑切片用不同浓度的紫杉醇（一种化疗药物）治疗。治疗在治疗的第10天后显着减小了肿瘤的大小。在紫杉醇治疗的肿瘤细胞中检测到细胞凋亡的增加。
抑制剂治疗没有改变脑组织活力。在紫杉醇治疗的无肿瘤小鼠脑切片中，通过切割半胱天冬酶-3染色测量细胞凋亡没有增加。当用感兴趣的药物治疗终止时，可以通过免疫细胞化学，组学研究或实现适合流式细胞术的单细胞悬浮液来分析切片的蛋白质表达。
